(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるスクリュー軸と、該スクリュー軸に係合する係合手段と搬送方向に走行する走行手段とを有する搬送台車とからなるスクリュー駆動搬送装置において、
前記係合手段が、前記スクリュー軸の回転軸と直交する回転軸を有するテーパ形状のローラからなり、
前記スクリュー軸が、前記ローラの外周面と線接触する傾斜した壁面を有し、
前記ローラのテーパ形状が、前記傾斜した壁面と線接触した部分全面における傾斜した壁面の周速度とローラの外周面の周速度をほぼ等速とする径を有する形状であることを特徴とするスクリュー駆動搬送装置。
【請求項２】
前記ローラのテーパ形状が、前記傾斜した壁面と線接触した両端部における傾斜した壁面の周速度とローラの外周面の周速度を等速とする径を有し、中間部の断面外形を直線とする円錐台形状であることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー駆動搬送装置。
【請求項３】
前記傾斜した壁面が、前記スクリュー軸に設けられたスクリュー溝の軸方向両側に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクリュー駆動搬送装置。
【請求項４】
前記スクリュー軸が、円柱状の軸本体と、連続した螺旋状のスリットを持つ円筒部材と、該円筒部材を前記軸本体に同心状に保持する複数のリブプレートとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスクリュー駆動搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動される複数のスクリュー軸と、スクリュー軸に係合する係合部と搬送方向に走行する走行手段を有しスクリュー軸の回転により搬送方向に駆動搬送される搬送台車とからなるスクリュー駆動搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、搬送台車を外部からの駆動力により移動させて搬送する搬送装置として、一対のレールと、一対のレールの間に平行に設けられたスクリュー軸と、レール上を走行する車輪とスクリュー軸の螺旋状の送り部材に係合する係合手段を備えた搬送台車からなり、スクリュー軸を回転駆動して搬送台車がレール上を移動するように構成されたスクリュー駆動搬送装置が知られている。
【０００３】
公知のスクリュー駆動搬送装置の係合手段は、図９に示すように、スクリュー軸５１０の回転軸と直交する回転軸を有する円筒形状のローラ５２２からなり、スクリュー軸５１０に設けられたスクリュー壁面５１２と接触するように構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５８４６３号公報（第３乃至４頁、図１、図２、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の係合手段は、円筒形状のローラ５２２からなるためその外周面の周速度が軸方向ですべて同じ速度であるのに対し、スクリュー軸５１０が回転した際のスクリュー壁面５１２の周速度はスクリュー軸５１０の回転中心からの距離によって異なる速度となるため、ローラ５２２とスクリュー壁面５１２との接触線上で等速となり得る点は１点しかなく、全域で滑り摩擦が生じることとなる。
【０００６】
この滑り摩擦により、ローラ５２２とスクリュー壁面５１２の摩耗が生じやすく、メンテナンス負担が大きくなるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響が発生するという問題があった。
また、滑りに伴う発熱、騒音、振動等により円滑な搬送に支障を生じるという問題があり、これらの問題を低減するためには、潤滑剤等を使用したり、滑り特性の良い高価な材料を使用しなければならないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、摩耗が生じにくく、メンテナンス負担が軽くなるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減し、発熱、騒音、振動等を低減して円滑な搬送を行うスクリュー駆動搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本請求項１に係る発明は、回転駆動されるスクリュー軸と、該スクリュー軸に係合する係合手段と搬送方向に走行する走行手段とを有する搬送台車とからなるスクリュー駆動搬送装置において、前記係合手段が、前記スクリュー軸の回転軸と直交する回転軸を有するテーパ形状のローラからなり、前記スクリュー軸が、前記ローラの外周面と線接触する傾斜した壁面を有し、前記ローラのテーパ形状が、前記傾斜した壁面と線接触した部分全面における傾斜した壁面の周速度とローラの外周面の周速度をほぼ等速とする径を有する形状であることにより、前記課題を解決するものである。
【０００９】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載されたスクリュー駆動搬送装置の構成に加えて、前記ローラのテーパ形状が、前記傾斜した壁面と線接触した両端部における傾斜した壁面の周速度とローラの外周面の周速度を等速とする径を有し、中間部の断面外形を直線とする円錐台形状であることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１０】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載されたスクリュー駆動搬送装置の構成に加えて、前記傾斜した壁面が、前記スクリュー軸に設けられたスクリュー溝の軸方向両側に設けられていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１１】
本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載されたスクリュー駆動搬送装置の構成に加えて、前記スクリュー軸が、円柱状の軸本体と、連続した螺旋状のスリットを持つ円筒部材と、該円筒部材を前記軸本体に同心状に保持する複数のリブプレートとを有することにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のスクリュー駆動搬送装置は、回転駆動されるスクリュー軸と、該スクリュー軸に係合する係合手段と搬送方向に走行する走行手段とを有する搬送台車とからなることにより、搬送台車を外部の駆動源を用いて駆動制御することが可能となるとともに、以下のような格別の効果を奏することができる。
【００１３】
本請求項１に係る発明のスクリュー駆動搬送装置は、係合手段がスクリュー軸の回転軸と直交する回転軸を有するテーパ形状のローラからなり、スクリュー軸がローラの外周面と線接触する傾斜した壁面を有していることにより、ローラの外周面の周速度と傾斜した壁面の周速度との差を小さくすることができるため、接触線上の全域で滑り摩擦が低減され、摩耗が生じにくく、メンテナンス負担を軽くすることができるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減することができ、発熱、騒音、振動等が低減されて円滑な搬送を行うことができる。
【００１４】
そして、ローラのテーパ形状が傾斜した壁面と線接触した部分全面における傾斜した壁面の周速度とローラの外周面の周速度をほぼ等速とする径を有する形状であることにより、接触線上の全域で滑り摩擦をほぼなくして円滑な転動状態とすることができ、さらに摩耗が生じにくく、メンテナンス負担を軽くすることができるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減することができ、発熱、騒音、振動等が低減されて円滑な搬送を行うことができる。
【００１５】
本請求項２に係る発明のスクリュー駆動搬送装置は、請求項１に係るスクリュー駆動搬送装置が奏する効果に加えて、ローラのテーパ形状が傾斜した壁面と線接触した両端部における傾斜した壁面の周速度とローラの外周面の周速度を等速とする径を有し、中間部の断面外形を直線とする円錐台形状であることにより、接触線上の両端部での滑り摩擦をなくし、中間部においてもローラの外周面の周速度と傾斜した壁面の周速度との差を小さくすることができ、さらに摩耗が生じにくく、メンテナンス負担を軽くすることができるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減することができ、発熱、騒音、振動等が低減されて円滑な搬送を行うことができる。
また、ローラのテーパ形状が単純な円錐台形状であるため、製造が容易となる。
【００１６】
本請求項３に係る発明のスクリュー駆動搬送装置は、請求項１または請求項２に係るスクリュー駆動搬送装置が奏する効果に加えて、傾斜した壁面がスクリュー軸に設けられたスクリュー溝の軸方向両側に設けられていることにより、いずれの方向に搬送する場合にも、摩耗が生じにくく、メンテナンス負担を軽くすることができ、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減することができ、発熱、騒音、振動等が低減されて円滑な搬送を行うことができるとともに、搬送負荷の変動や、スクリュー軸の回転数変更時等の外乱によりローラがスクリュー溝の反対側の壁面に接触した場合でも、円滑に当接してローラの損傷を低減することができる。
【００１７】
本請求項４に係る発明のスクリュー駆動搬送装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係るスクリュー駆動搬送装置が奏する効果に加えて、スクリュー軸が、円柱状の軸本体と、連続した螺旋状のスリットを持つ円筒部材と、該円筒部材を軸本体に同心状に保持する複数のリブプレートとを有することにより、半径の大きなスクリュー軸を軽量で安価に作成することができ、スクリュー軸の半径を大きくすることでローラと傾斜した壁面との接触線両端部の周速度差を相対的に小さくできるため、さらに摩耗が生じにくく、メンテナンス負担を軽くすることができるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減することができ、発熱、騒音、振動等が低減されて円滑な搬送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例であるスクリュー駆動搬送装置の平面図。
【図２】本発明の一実施例であるスクリュー駆動搬送装置の側面図。
【図３】本発明の一実施例であるスクリュー駆動搬送装置の正面図。
【図４】本発明の一実施例であるスクリュー駆動搬送装置のスクリュー軸の一部拡大図。
【図５】本発明の一実施例であるスクリュー駆動搬送装置のスクリュー軸とローラの係合状態の拡大平面図。
【図６】図５の側面図。
【図７】図５のＡ−Ａ断面図および説明図。
【図８】図５の他の実施形態のＡ−Ａ断面図。
【図９】従来のスクリュー駆動搬送装置のスクリュー軸とローラの係合状態の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のスクリュー駆動搬送装置は、回転駆動されるスクリュー軸と、該スクリュー軸に係合する係合手段と搬送方向に走行する走行手段とを有する搬送台車とからなるスクリュー駆動搬送装置において、係合手段がスクリュー軸の回転軸と直交する回転軸を有するテーパ形状のローラからなり、スクリュー軸がローラの外周面と線接触する傾斜した壁面を有し、ローラのテーパ形状が、傾斜した壁面と線接触した部分全面における傾斜した壁面の周速度とローラの外周面の周速度をほぼ等速とする径を有する形状であることにより、摩耗が生じにくく、メンテナンス負担を軽くすることができるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減することができ、発熱、騒音、振動等が低減されて円滑な搬送を行うことができるという効果を発揮するものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００２０】
すなわち、本発明のスクリュー駆動搬送装置の搬送台車の係合手段は、搬送方向にスクリュー軸に係合するものであれば如何なる位置に配置しても良く、搬送台車の側面に配置しても、上面に配置しても、下面に配置しても良い。
【００２１】
また、本発明のスクリュー駆動搬送装置の搬送台車の走行手段は如何なるものでも良く、滑動するものでも良く、車輪により転動するものでも良い。
搬送経路上の走行を円滑かつ正確な経路とするために、走行レール上を転動する車輪が好適である。
【００２２】
また、本発明のスクリュー駆動搬送装置のスクリュー軸は、円柱状の軸の表面に螺旋状の溝を設けたものであっても良く、円柱状の軸の外周に板を螺旋状に立設したものでも良く、螺旋状の溝部の壁面に係合手段が係合するものであればいかなる構造のものであっても良い。
特に、螺旋状にスリットの入った円筒板を円柱状の軸に直接あるいは間隔をあけて固定したものが好適である。
【実施例】
【００２３】
以下に、本発明の実施例であるスクリュー駆動搬送装置について、図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例であるスクリュー駆動搬送装置１００は、図１乃至図３に示すように、搬送台車１２０がガイドレール（図示省略）に支持案内される走行車輪１２１を有する搬送台車フレーム１２３を備え、該搬送台車フレーム１２３の下部に係合手段であるローラ１２２が回転軸を中心に回転可能に設けられ、該ローラ１２２がスクリュー軸１１０のスクリュー溝１１１に係合して、スクリュー軸１１０の回転によってローラ１２２がスクリュー軸１１０の軸方向に移動することで搬送台車１２０が駆動され、載置された被搬送物を搬送するように構成されている。なお、搬送台車１２０への被搬送物の保持等の他の構成は省略する。
【００２４】
ローラ１２２は搬送台車１２０の幅方向中心を通る搬送方向線上の位置で、それぞれ搬送方向の上流側と下流側に配置されており、スクリュー軸１１０の回転軸と直交する回転軸を中心に回転するように搬送台車フレーム１２３に支持されている。
【００２５】
スクリュー軸１１０は、図４に示すように、円柱状の軸本体１１４と、スクリュー溝１１１を構成する連続した螺旋状のスリットを持つ円筒部材１１５と、該円筒部材１１５を軸本体１１４に同心状に保持する複数のリブプレート１１６とを有しており、円筒部材１１５のスクリュー溝１１１側の端面が、搬送台車１２０のローラ１２２と接触して係合するスクリュー壁面１１２を構成している。
【００２６】
スクリュー軸１１０のスクリュー溝１１１側の端面で構成されるスクリュー壁面１１２は、図５、図６に示すように、スクリュー軸１１０の回転軸に対して斜めの面となるため、ローラ１２２の外周面とスクリュー壁面１１２とは、スクリュー壁面１１２の法線であるＡ−Ａ線上で接して係合する。
そして、図７に示すように、ローラ１２２はテーパ形状に形成されており、スクリュー壁面１１２はローラ１２２の外周面と線接触する傾斜した壁面に形成されている。
【００２７】
スクリュー壁面１１２の最外周の直径をＤＰｏ、最内周の直径をＤＰｉ、任意の位置の直径をＤＰｎとし、スクリュー溝１１１のピッチをＰとすると、ローラ１２２の外周面との接触線上でのスクリュー軸１１０が１回転した時のスクリュー壁面１１２の最外周、最内周および任意の位置の移動距離Ｌｏ、Ｌｉ、Ｌｎはそれぞれ、
Ｌｏ＝（（πＤＰｏ）２＋Ｐ２）１／２
Ｌｉ＝（（πＤＰｉ）２＋Ｐ２）１／２
Ｌｎ＝（（πＤＰｎ）２＋Ｐ２）１／２
となる。
【００２８】
ここで、ローラ１２２のスクリュー壁面１１２の最外周、最内周および任意の位置との接触線上での直径をそれぞれＤＲｏ、ＤＲｉ、ＤＲｎとすると、ローラ１２２を
ＤＲｏ：ＤＲｉ：ＤＲｎ＝Ｌｏ：Ｌｉ：Ｌｎ
となるようなテーパ形状とし、スクリュー壁面１１２を該テーパ形状のローラ１２２と線接触する形状の傾斜面とすることで、ローラ１２２の外周面の周速度とスクリュー壁面１１２の周速度を一致させることができ、理論上、線接触する全ての領域で滑りが発生しない円滑な転動状態とすることができる。
【００２９】
実際には、理論値で形成しても、ローラ１２２とスクリュー壁面１１２との押圧力によって接触線上で微小の弾性変形が生じ、また、振動等の外乱や製造誤差等により不可避の滑りが生じるため、ローラ１２２のテーパ形状を一定の近似する直線、あるいは円弧等の曲線としても、理論値で形成したものと同程度に線接触する全ての領域でほぼ滑りが発生しない円滑な転動状態とすることができる。
【００３０】
また、ローラ１２２のスクリュー壁面１１２の最外周、最内周との接触点での直径ＤＲｏ、ＤＲｉを、
ＤＲｏ：ＤＲｉ＝Ｌｏ：Ｌｉ
として、その中間領域の外径断面を直線とすることで、線接触する領域の両端部でローラ１２２の外周面の周速度とスクリュー壁面１１２の周速度を一致させることができ、滑りを増加させることなく、ローラ１２２およびスクリュー壁面１１２の製造をより容易とすることができる。
【００３１】
また、図８に示すように、スクリュー軸１１０に設けられたスクリュー溝１１１の軸方向両側に傾斜したスクリュー壁面１１２を設けることで、いずれの方向に搬送する場合にも使用することができるとともに、搬送負荷の変動や、スクリュー軸１１０の回転数変更時等の外乱によりローラ１２２がスクリュー溝１１１の反対側の壁面１１２に接触した場合でも、円滑に当接してローラ１２２の損傷を低減することができる。
【００３２】
以上説明したように、本発明のスクリュー駆動搬送装置によれば、ローラの外周面の周速度と傾斜した壁面の周速度との差を小さくすることができるため、接触線上の全域で滑り摩擦が低減され、摩耗が生じにくく、メンテナンス負担を軽くすることができるとともに、摩耗粉による他の機器への悪影響の発生を低減することができ、発熱、騒音、振動等が低減されて円滑な搬送を行うことができるなど、その効果は甚大である。
【符号の説明】
【００３３】
１００          ・・・スクリュー駆動搬送装置
１１０、５１０  ・・・スクリュー軸
１１１          ・・・スクリュー溝
１１２、５１２  ・・・スクリュー壁面
１１４          ・・・軸本体
１１５          ・・・円筒部材
１１６          ・・・リブプレート
１２０          ・・・搬送台車
１２１          ・・・走行車輪
１２２、５２２  ・・・ローラ
１２３          ・・・搬送台車フレーム
【図１】
0005409180.tif 000002
【図２】
0005409180.tif 000003
【図３】
0005409180.tif 000004
【図４】
0005409180.tif 000005
【図５】
0005409180.tif 000006
【図６】
0005409180.tif 000007
【図７】
0005409180.tif 000008
【図８】
0005409180.tif 000009
【図９】
0005409180.tif 000010